专题综述-煤矿沿空掘巷围岩控制原理与技术

专题部分煤矿沿空掘巷围岩控制原理与技术摘要：针对沿空掘巷围岩的力学环境和维护特点，在分析了巷道上覆岩层大结构和巷道围岩锚固小结构稳定性的基础上，阐述了沿空掘巷围岩大、小结构稳定的原理及沿空掘巷窄煤柱宽度的留设原则、影响因素和设计方法，为锚杆支护在沿空掘巷中的应用提供了理论依据。沿空掘巷的围岩稳定原理和技术能有效控制巷道围岩变形，为矿井的安全生产创造条件，取得良好的技术经济效益。关键词：沿空掘巷 围岩大、小结构 锚杆支护1 绪论1.1 沿空掘巷研究的意义从 20 世纪 50 年代开始，国内外开展了主要包括沿空留巷和沿空掘巷两种方法的无煤柱护巷技术的试验研究，对无煤柱护巷的矿压显现规律及围岩控制进行了系统的研究，取得了大量的成果，推动了无煤柱护巷技术的发展。沿空掘巷是在第一个工作面采空区岩层活动基本终止，回采引起的应力重新分布趋于稳定后掘进，巷道位于应力降低区，采用宽度较小的煤柱和合理的支护技术可以保证巷道在掘进及掘进后围岩变形较小，巷道只经历一次采动影响，因此沿空掘巷的应力环境和维护条件均优于沿空留巷。提高煤炭开采的采出率是关系到矿井的开采寿命和技术发展方向的重大问题，在回采巷道中采用沿空掘巷显然是十分有利的。所以，我国无煤柱护巷大部分采用沿空掘巷。目前国内在沿空掘巷方面已做了大量的工作，初步形成了沿空掘巷围岩稳定性理论和控制技术。这对促进我国无煤柱开采的进一步发展，充实和发展回采巷道支护理论，大力推广锚杆支护技术应用，实现高度集约化生产的高产高效矿井建设无疑都具有重要的理论意义和实用价值。沿空掘巷的实质是沿上工作面采空区边缘留窄煤柱（16m）掘进巷道。在国内，窄煤柱沿空掘巷在简单地质条件下矿区已得到较广泛的应用，其围岩控制的中心思想基于“巷道布置在采空区侧的低应力区，同时窄煤柱有一定的自承能力”，例如窄煤柱宽度设计主要依据采空区侧向支承压力分布而定，而围岩控制多采用均称支护方式3-5。在技术的应用上缺乏适用性。为此，本文阐述了沿空巷道大、小结构稳定性原理与控制技术，对于指导沿空巷道围岩变形控制具有重要的理论与实践价值。1.2 沿空掘巷存在的问题高强度锚杆支护的沿空掘巷矿压显现规律显著不同于采用架棚低强度锚杆支护的沿空掘巷矿压显现规律，沿空掘巷的矿压理论和支护技术存在以下几个方面问题。（1） 基本顶弧形三角块是沿空掘巷的上边界，它的旋转下沉及稳定状况直接决定沿空掘巷的稳定性。基本顶在工作面端头形成的弧形三角块结构，受工作面采动影响后，弧形三角块的受力情况和稳定状态复杂，目前对基本顶弧形三角块稳定状况研究较少。（2） 护巷窄煤柱是沿空掘巷围岩结构的重要组成部分，窄煤柱的稳定性直接关系到沿空掘巷的稳定，同时窄煤柱的宽度决定巷道围岩应力的大小与围岩完整性，如何确定合理的窄煤柱宽度，保持窄煤柱稳定，这有待于对采煤工作面矿山压力显现规律及沿空掘巷围岩变形、破坏规律的深入研究。（3） 高强度锚杆支护系统和预应力锚索支护沿空掘巷，锚固体与围岩的相互作用关系，锚固体适应大变形及安全可靠、经济、合理确定沿空掘巷锚杆支护参数需进一步深入研究。2 沿空掘巷围岩稳定的基本原理2.1 沿空掘巷的围岩力学环境沿空掘巷的围岩力学环境与其它类型的回采巷道相比，一般具有以下三个显著的特点：巷道处于应力降低区；掘巷期内围岩应力集中程度小；回采期间应力集中程度很大。2.2 沿空掘巷上覆岩体大结构稳定性分析基于老顶岩层的上覆岩体大结构的稳定性是一个与上区段工作面回采、掘巷、及本区段工作面回采时载荷从稳定不稳定稳定不稳定的动态响应过程。研究和实践表明，沿空掘巷上覆岩体在巷道掘进及本工作面回采前是可以保持稳定的，但在受本工作面采动影响时，其稳定性将受到严重影响。沿空掘巷在受到本区段工作面的回采影响时，巷道与上覆岩体大结构的平面关系如图1 所示。其过程可归结为：本区段工作面回采时，采空区老顶岩层产生新的破断，由于沿空掘巷位于回采工作面前方，这种破断不会在沿空掘巷上方产生，只是在回采工作面采空区内，长边破断线直接与原有关键块体沟通，也即新产生的岩块 A 与原有三角形板 B 相连通，如图 1（a）所示。（a）（b）W沿空掘巷上覆岩体大结构的下沉量；M关键块体B 的回转力矩；m本工作面老顶岩层向采场回转的力矩图 1 回采时沿空掘巷与上覆岩体大结构的平面和剖面关系图老顶岩层破断后，块体 A 将分别在回转力矩 m 和 M 的作用下向本工作面和侧向三角板 B 方向回转下沉，进而破坏了工作面前方沿空掘巷大结构原有的平衡状态，大结构中的铰接岩体 A 和关键块 B 处于运动和不稳定状态，从而引发 B 块的一定下沉和在工作面前方形成较高的支承压力。上覆岩体大结构在较高支承压力的作用下，岩块 A 和岩块 B 将有一定的回转下沉， 如图 1（b）中的 W 所示。大结构的这种运动和不稳定状态将造成沿空掘巷围岩应力的再次重新分布和集中，其影响程度远大于掘巷时围岩应力的重新分布和集中。需说明的是： 掘巷和回采时围岩应力的来源不同，巷道围岩应力在掘巷期间是由于掘进引起的围岩小范围内的应力集中；而在回采时，围岩应力的集中则来源于上覆岩体大结构这个外部力学环境的变化。沿空掘巷在回采时围岩应力的强烈集中，加上巷道围岩性质的软弱性质，使沿空掘巷围岩产生大变形；同时，由于大结构造成的巷道围岩应力重新分布的不均匀性，使得巷道顶板、底板、实体煤帮及煤柱在变形方式和变形量上存在较大的差异。上覆岩体大结构从受工作面回采影响起，直到临近工作面端头的过程中，上覆岩体大结构上的载荷虽然是在不断增加，但由于各岩块间的支承条件并没有改变，故仍会保持随机的平衡状态，不同的是块体间的受力情况发生了一定的变化。因此，在工作面推过之前，大结构的稳定性不会受到根本的改变，因而只要巷道支护合理，巷道锚杆支护与围岩形成的小结构保持稳定，巷道就不会受到破坏，大结构的稳定平衡状态只有在工作面推过后才会被打破，进而发生失稳，造成巷道的彻底破坏。综上分析可以得出这样的结论：沿空掘巷在本工作面回采时，巷道上覆岩体大结构不会发生失稳垮落，但其一定程度的下沉变形是不可抗的，此时保持巷道围岩的稳定性除了适应上覆岩层的下沉外，还应加强锚杆支护和其他支护措施，使巷道围岩锚固结构保持稳定，进而保证沿空掘巷在生产期间的正常使用。2.3 沿空掘巷围岩锚固小结构稳定性分析锚杆支护巷道的稳定是通过在巷道围岩中系统布置锚杆，使锚杆群、锚杆的辅助构件及其锚固范围内的围岩形成一个整体承载结构，通过该结构良好的承载性能和对其外部围岩变形的适应性，充分发挥较深部围岩的自承能力，从而保证巷道的稳定性。相对于沿空掘巷上覆岩体的大结构而言，我们把这个由巷道周围锚杆组合支护与围岩形成的统一承载结构称为沿空掘巷围岩小结构。围岩小结构作为顶板、底板、实体煤帮和煤柱帮锚固区组成的一个有机整体，其变形和破坏是各组成部分相互作用、相互影响的综合结果，由于巷道所处的应力环境呈现明显的不均衡性，故其变形与破坏也将呈现非均匀的特点。通过现场实践和理论分析研究，得出围岩小结构变形破坏的类型主要有以下几种：（1） 窄煤柱诱导型破坏窄煤柱作为围岩小结构一个很重要的组成部分，由于煤柱本身受上区段工作面回采影响很大，煤体的破坏程度较高，当它发生变形破坏时，将使巷道顶板的承载基础作用降低， 进而导致顶板向煤柱侧采空区下沉破坏，产生向巷道内移近和向下沉降，从而造成巷道围岩小结构的变形破坏，称之为窄煤柱诱导型破坏。（2） 顶板诱导型破坏由于受巷道上覆岩体大结构的影响，顶板煤体在掘巷前变形同样很严重。同时，受上覆岩体断裂回转的影响，在巷道顶板煤体中将形成一组裂隙。在掘巷前，顶板煤体呈压缩状态，当巷道掘进后，煤体所贮存的压缩能量将释放，此时如果不能及时提供有效的支护阻力，将造成顶板煤体在其自重及上覆岩体压缩产生的变形压力作用下发生明显的下沉， 甚至冒落，随着顶板下沉量的加大，顶板上方的载荷将向窄煤柱和实体煤帮移动，结果可能会使窄煤柱载荷加大而破碎失稳，同时实体煤帮及底板的稳定状态也会变化，使巷道围岩小结构破坏，称之为顶板诱导型破坏。（3） 实体煤帮诱导型变形破坏实体煤帮的围岩性质相对于顶板及煤柱要好一些，但相对于巷道的其它部位来说，实体煤帮的应力集中程度是最大的，尤其是在巷道受采动影响时，垂直应力的集中系数可达4 左右。实践中，实体煤帮常常因过大的垂直应力而向巷道内强烈位移和显著下沉，其过大的移近量将使顶板向实体煤侧发生倾斜而垮落，同时也会诱导靠近实体煤帮的底板严重鼓起，这种小结构的变形破坏机理称为实体煤帮诱导型破坏。（4） 底板诱导型破坏沿空掘巷的底板一般为强度较低的软弱岩体，巷道掘巷期间，巷道的围岩应力相对处于一较低的环境中，此时，底板一定深度虽有程度较大的水平应力集中作用，但底板一般均能保持稳定。在受采动影响时，上覆岩体将引起巷道围岩应力的上升，增大的垂直应力作用在实体煤帮，并有效地传递到底板岩层中，使原来的水平应力发挥作用，从而导致巷道发生底鼓。由于底板中垂直应力集中的不均衡性，软弱的底板岩层鼓起也是不对称的。在兴隆庄矿底板条件下，靠近实体煤帮的鼓起量明显较大。从巷道支护的整体稳定性来考虑，沿空掘巷的围岩小结构无论是在围岩本身特性，还是在加固后的力学特性上，均具有明显的非均衡现象。因此，保持小结构本身的稳定是沿空掘巷稳定的根本。3 窄煤柱宽度的合理确定从煤柱的应力场、位移场分布特征来看，窄煤柱宽度影响巷道围岩应力状态、围岩位移分布，煤柱对巷道围岩变形的作用随煤柱宽度的变化而变化。回采期间窄煤柱宽度对沿空掘巷围岩变形影响为：（1）顶板下沉，（2）底鼓，（3）实体煤帮位移3.1 确定窄煤柱合理宽度的原则窄煤柱是沿空掘巷围岩结构的一个重要组成部分，其稳定性决定沿空掘巷的稳定性， 采用锚杆支护时窄煤柱宽度应满足以下几个原则：巷道处于应力降低区。采空区侧向支撑应力为应力降低区、应力升高区和原岩应力区，当巷道位于应力降低区时，窄煤柱及巷道的稳定性均较好，所以应将巷道布置在应力降低区。窄煤柱内部有稳定的区域。上区段工作面侧向支撑压力作用和巷道掘进影响，窄煤柱两侧出现破碎区不可避免，如果煤柱均为破碎区，其承载能力和稳定性较小，而且锚杆在破碎煤体中的锚固力小，锚杆支护作用降低，巷道维护困难，因此，应将锚杆锚固在上区段工作面回采产生的破碎区外的稳定煤体中。有利于巷道围岩稳定。煤柱过窄，不但煤柱破碎、顶板及实体煤帮也破碎，巷道围岩整体性差、承载能力小。保证锚杆具有良好锚固性能。锚杆的锚固性能越好，巷道围岩整体承载能力越强。采出率高。煤柱越小，采出率越大，在满足巷道围岩稳定的前提下，尽可能减小窄煤柱宽度宽度。3.2 窄煤柱宽度计算合理窄煤柱宽度的确定可以从理论计算、数值分析、工程实践三个方面综合考虑。下面以中等稳定围岩条件举例说明。（1） 理论计算法如果煤柱过窄，则开巷后煤柱易于迅速变形破裂而使锚杆安设在破碎围岩中，使锚固力减弱、锚杆的支护作用降低。通过极限平衡理论研究认为，合理的最小煤柱宽度 B 为：B = x1 + x2 + x3（1）式中：x1因上区段工作面开采而在下区段沿空掘巷窄煤柱中产生的破碎区，其宽度按式（2）计算3。 kg H +mAC0tan f x1 =ln 0 （2）2 tan f0C0 tan f0+ Px A 式中：x2巷道窄煤柱一帮锚杆有效长度，再增加 15%的富裕系数，m； x3考虑煤层厚度较大而增加的煤柱稳定性系数，按 0.2(x1+x2)计算； m上下区段平巷高度，m；A侧压系数，A=/(1-)； 泊松比；0煤体的内摩擦角，； C0煤体的粘聚力，MPa； k应力集中系数，3 左右。岩层平均容重，kN/m3； H巷道埋藏深度，m；Px对煤帮的支护阻力，如上区段采空区侧支护已拆除，可取 Px0。对于中等稳定围岩的沿空掘巷，最小煤柱宽度 B 值一般为 3.55.0m。（2） 数值模拟分析法数值模拟的优势在于能考虑众多的影响因素，并通过对比分析而得到一个较优的结果6-8。利用 FLAC2D3.3 对中等稳定条件下不同窄煤柱（16m）宽度时，巷道围岩变形量进行了分析，计算中分别取窄煤柱宽度为 2.5m、3m、3.5m、4m、4.5m、5m、5.5m 及 6m 八个方案，对巷道在掘进及其本工作面回采期间的实体煤帮、窄煤柱帮、顶板下沉和底鼓量进行了研究，得到以下结果：（a）不同煤柱宽度在掘巷期间的位移量 （b）不同煤柱宽度在采动影响时的位移量图 2 不同煤柱宽度在掘巷期间和在采动影响的位移量图其中图 2（a）、（b）分别为沿空掘巷在巷道掘进期间和受本工作面采动影响时，窄煤柱宽度不同时实体煤帮、窄煤柱帮、顶板及底鼓的变化趋势。由图 2（a）可见，沿空掘巷在巷道掘进期间，当窄煤柱的宽度不同时，巷道的围岩变形具有以下一些特点：窄煤柱宽度不同时，巷道两帮的围岩移近量均大于顶板的相对下沉量，说明在此期间，巷道的变形以两帮移近为主。在巷道的两帮移近量中，实体煤帮的移近量和窄煤柱帮的移近量虽稍有变化，但其量值相差不大。实体煤帮的变化趋势是随着窄煤柱宽度的增加，移近量稍有下降，但当煤柱宽度大于 4.5m 时，移近量又开始有一定的回升；窄煤柱帮的变形则随着煤柱宽度的增加变形量呈上升的趋势，但在一定煤柱宽度时，其变化趋势与实体煤帮逐渐趋于一致。在窄煤柱范围内，巷道的顶底板移近量以顶板下沉为主，底鼓则相对要小一些。底板鼓起量随着煤柱宽度的增加而开始增加，在窄煤柱范围内，其增加幅度较小；顶板的下沉量在巷道掘进期间是顶底移近量中的主体，但随着窄煤柱宽度的增加，顶板的下沉量逐渐呈下降的趋势。由图 2（b）可见，巷道受本工作面回采影响，窄煤柱宽度不同时，巷道围岩的变形具有以下一些特点：巷道在受采动影响时，巷道两帮的移近量也大于顶底板的相对下沉量，说明在本工作面回采时，巷道围岩的变形与掘巷期间类似，也是以两帮的变形为主。在窄煤柱条件下，巷道顶底板的移近量与煤柱的宽度有较大的关系，当煤柱宽度较小时，巷道的顶板下沉量要大于底板的鼓起量；随着煤柱宽度的增加，底板的鼓起量增加， 而顶板的下沉量降低，底鼓量大于顶板下沉量；当窄煤柱宽度达到 6m 左右时，两者的变形量逐渐趋于一致。在巷道两帮移近量中，实体煤帮的变形趋势与顶板下沉的趋势很相似，但其量值要大得多；窄煤柱的变形趋势则与底鼓的变形趋势一致，但也是在量值上要大一些。同时还应注意到，窄煤柱宽度在一定范围内时，煤柱的变形要比实体煤帮的变形量大，最终随着煤柱宽度的增大，两帮的移近量均有不同程度的上升。通过上面的分析可以得出这样的结论：在窄煤柱条件下，沿空掘巷在巷道掘进期间， 由于围岩的变形量普遍较小，窄煤柱宽度对巷道围岩变形量的影响不是很明显；但巷道在受本工作面的采动影响时，巷道围岩的变形量均较大，在此情况下，合理的窄煤柱宽度与巷道的稳定性有很大的关系。在中等稳定的围岩条件下，窄煤柱宽度在 3m 或 5m 左右较为合适。（3） 工程实践分析法沿空掘巷的窄煤柱设计具有很强的工程特征，故合理的窄煤柱宽度还应考虑工程中的一些要求：锚杆的安设基础。窄煤柱采用锚杆支护时，煤柱的宽度至少应大于锚杆的长度。现有条件下，锚杆一般长度多在 2m 左右，考虑到保留一定的宽度富裕系数，故要求窄煤柱的宽度应不小于 2.5m。锚杆安设的可操作性。在留设窄煤柱条件下，锚杆支护中常会出现这样的问题，当窄煤柱破坏较为严重时，锚杆钻孔在凿出后会出现塌孔现象，致使锚杆的安装无法正常进行，故在实践中应予以考虑。（4） 窄煤柱的最终确定由以上研究可见，沿空掘巷采用锚杆支护时，窄煤柱的确定应充分考虑以下三个问题： 其一，对沿空掘巷的窄煤柱来说，靠上区段工作面采空侧煤体中存在一定范围的破碎区，当在巷道侧窄煤柱中安设锚杆时，其宽度最好应能使锚杆位于采空侧所形成的破碎区之外，这样锚杆作用在较为稳定的煤体中，可以保证锚杆可靠的锚固能力。其二，沿空掘巷的窄煤柱尺寸决定了巷道与上区段工作面回采空间的距离，从而决定了巷道受侧向支承压力的影响程度；同时，窄煤柱的尺寸也将直接关系到窄煤柱自身的承载能力。其三，窄煤柱的宽度应能保证锚杆支护在操作上可行性。综上研究后认为，在巷道围岩中等稳定条件下，窄煤柱较为合理的宽度在 3m 或 5m左右较为合适。4 沿空掘巷围岩控制的关键技术4.1 锚杆的预紧力锚杆预紧力对控制破碎围岩巷道变形有很重要的作用，增大锚杆预紧力减小巷道围岩变形、提高围岩稳定性的主要作用在于：（1） 提高围岩承载能力由前人的大量研究表明，锚杆所能提供的承载能力是有限的，对围岩应力重新分布的影响也较小。锚杆施加一定的预紧力成为主动支护，使围岩的应力状态向三向应力状态转化，有效抑制巷道围岩破裂区向深部发展，提高围岩的径向约束能力和抗剪能力，发挥围岩的自身承载能力，提高稳定性。（2） 实现破碎锚固围岩高阻让压破碎围岩、大变形巷道的支护研究表明，支护阻力与支护体的可缩让压应统一，即大变形巷道的支护体是在高阻力的基础上可缩让压，强调一方面而忽视另一方面，必然导致巷道围岩失稳。在巷道变形初期，较大的预紧力可以有效地控制浅部围岩破裂发展，保证锚固体具备较大的支护强度，从而对外部围岩起到承载作用，实现锚杆支护的高阻力特点； 同时，锚杆具有较大的延伸率，在高阻力作用时，可以伸长使锚固体发生大变形而保持较大的支护阻力，对外部围岩起到可缩、让压作用。事实上，提倡锚杆的高预紧力与提倡锚固体让压并没有本质上的矛盾，没有预紧力的锚固体在巷道变形初期，通过浅部围岩变形松动对锚杆产生的作用力，即锚杆产生作用之前，围岩已经发生较大变形，其整体性和承载能力已经降低，因而是低阻力的可缩让压， 难以充分利用围岩自身的承载能力。根据试验，考虑在相同的围岩条件、锚杆布置方式和基本支护参数不变时，分别对锚杆施加不同的预紧力，研究了预紧力加大后，顶板变形下沉情况。结果如图 3 所示。其中图 3（a）为不同预紧力与掘巷期间顶板下沉量的关系，图 3（b）为不同预紧力与回采期间顶板下沉量的关系。（a）掘巷时（b）受采动影响时图 3 预紧力与顶板下沉量的关系由图可见，在安装锚杆时，对锚杆施加一定的预紧力对顶板的下沉量有很大的控制作用。由图 3（a）可见，在巷道掘进期间，及时安装锚杆并施加一定的预紧力，即可显著地减少顶板的下沉量。研究条件下，锚杆安装时只要施加大约 20kN 的预紧力，顶板的下沉量即可控制在 20mm 左右。当预紧力小于此值时，顶板在掘进期间的下沉量急剧增加，而大于此值时，对控制顶板下沉的作用又不是很明显。由图 3（b）可见，在巷道受本工作面采动影响时，安装时只要 30kN 的预紧力，即可将顶板下沉量控制在 200mm 左右。同理， 当预紧力小于此值时，顶板的下沉量也将急剧增加，大于此值时又对控制顶板下沉作用不是很明显。由上面的研究可见，锚杆的预紧力对控制沿空掘巷的围岩变形有很重要的作用，主要原因在于：使锚杆成为真正意义上的主动支护方式；提高锚杆的锚固作用效；实现巷道围岩小结构的高阻让压。考虑到现有的锚杆支护技术条件和沿空掘巷围岩大变形的特点，认为锚杆的预紧力在2030kN 左右是较为合理的，此时既可以有效地保证巷道顶板的稳定性，又在现场施工中很容易实现。4.2 锚杆的支护强度通过研究发现，国内目前使用的锚杆中，大部分锚杆支护强度普遍较低，均在 0.04 0.1MPa 左右。据此，利用数值计算的方法，通过改变顶板的锚杆支护系统的参数，得到沿空掘巷条件下，不同锚杆支护强度时围岩的变形量，以顶板下沉量为例，整理后得到图 4所示的关系，现场条件下的预紧力为 10kN。图 4支护强度与顶板下沉量的关系从图 4 中可以看出，当锚杆的支护强度达到 0.3MPa 时，可显著地控制住顶板的下沉变形。而当锚杆的支护强度小于 0.1MPa 时，顶板下沉量急剧增加，顶板的稳定性将受到很大影响，而锚杆支护强度在 0.3MPa 以上时，对控制顶板变形的作用不是太明显。因此，对于沿空掘巷的软弱破碎煤体来说，锚杆支护强度只要保证在 0.20.3MPa 之间就是比较合理的，而这只要有可靠的支护技术就可以得到保证。4.3 合理加强支护技术根据上面的研究，认为沿空掘巷的锚杆支护强度在 0.20.3MPa 是比较合理的，采用高强度锚杆体系和相应的支护技术从理论上可以实现，但在一些围岩状况恶劣，或者锚杆支护施工质量较差的情况下，基本的支护形式不能保证锚杆具备足够的支护强度时，可根据情况采取以下的加强支护措施来提高整体支护强度，弥补锚杆本身支护强度的不足，从而保证围岩小结构的稳定性。（1） 小孔径锚索加固技术沿空掘巷实践中，常会出现以下问题： 顶板锚杆的长度不够。通常情况下，顶板锚杆均采用全长锚固方式，由于受巷道高度的限制，锚杆长度不能过大，因此锚杆的锚固范围较小，对顶板锚固区外的围岩变形起不到良好控制效果。 顶板煤体普遍较为松软破碎，锚杆的锚固性能得不到有效保证，致使锚杆的支护强度达不到 0.20.3MPa。 当巷道两帮的支护强度不够时，将使两帮向巷道内挤入，煤帮发生较大的下沉与鼓出，这将影响到顶板的稳定性。当存在以上问题时，将引起顶板锚固区外煤体的膨胀和离层，达到一定程度就会导致顶板大面积冒落，此时可采用该项技术对顶板进行加固。（2） 巷道的超前支护沿空掘巷受采动影响时，上覆岩体大结构会发生一定程度的变形下沉，将影响到小结构的稳定性。根据前面的研究，该类巷道较为强烈的影响在工作面前方 40m 范围内，剧烈影响范围在前方 10m 左右。此时，锚杆的支护强度不足时，难以控制围岩过大的变形，该情况下，应在超前工作面一定范围内采用适当的加强支护措施来控制围岩的变形，如布置梁、柱等。（3） 煤体的注浆加固技术对煤体的注浆加固技术可考虑在以下两种情况下使用： 小孔径锚索施工困难时。当顶板的松散围岩层厚度较大时（一般为 8m），锚索的钻孔和安装困难，难以保证锚索良好的锚固性能时，应考虑对围岩注浆。 当围岩较破碎时，其裂隙极为发育，大大削弱了煤体本身的强度，而且降低了锚杆的锚固性能，此时可对煤体进行注浆加固，以提高巷道围岩的稳定性